概述

   本章STM32CUBEMX配置STM32F103输出PWM，同时使用TIM测量PWM频率和正占空比。

3 m" c0 P! {4 b1 Z* G" o, w生成例程
; A! o3 B/ u. a5 H

   使用STM32CUBEMX生成例程，这里使用NUCLEO-F103RB开发板。

+ [- ?# ~8 K( t7 k3 x  S

    查看原理图，PA2和PA3设置为开发板的串口。

3 {! u0 @9 y9 p& G2 S

/ W$ S" a$ L- h

    配置串口。

1 y3 x$ \. d0 I$ R$ ^% q9 W7 m

    查看原理图，PA8设置为PWM输出管脚，PA0设置为定时器输入捕获管脚。

, P9 u5 K3 R- U- c3 q9 w' P配置时钟树
0 u8 b9 i" ?0 k" m8 w( K

    配置时钟为64M。

配置PWM
8 a8 ^3 w3 R) k

    配置定时器1输出pwm的频率为1K。

& O, Z, e: T4 d( l  \4 G

  U) V2 _. W9 ?( ]6 V配置输入捕获
! _5 a# R& H4 P7 e
, {' n/ b( j" C2 C$ P4 T

开启中断

! P6 \! L1 D. N: V) D) a& }" KSTM32CUBEIDE配置

3 m! d$ U. b2 m! a9 E/ ]9 F

若需要打印浮点型，需要勾选下面的选项。

( d3 Q* {" j& P% T7 a: m

# U/ ^0 m# B) [# f串口重定向

    在main.c中，添加头文件，若不添加会出现 identifier "FILE" is undefined报错。

1. /* USER CODE BEGIN Includes */
   
2. #include "stdio.h"
   3 o( o: P* X% d' ?* E* P
3. /* USER CODE END Includes */

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- U: h6 J# {8 d6 z4 w) F" e9 w

    函数声明和串口重定向：

1. /* USER CODE BEGIN PFP */
   $ _7 p1 x4 c8 B% f! }7 Q. @* g
2. #ifdef __GNUC__                  //串口重定向
   + M' M0 s+ a# Q  ~4 c
3. #define PUTCHAR_PROTOTYPE int __io_putchar(int ch)
   . ?8 X* d$ t; r
4. #else
   9 e  Z! v& E; K6 }0 A4 {
5. #define PUTCHAR_PROTOTYPE int fputc(int ch, FILE *f)
   
6. #endif
   
7. PUTCHAR_PROTOTYPE
   7 k! v# T$ Z8 n# D8 W" }  @# [
8. {
   , D9 R2 \/ T4 ?7 {
9.     HAL_UART_Transmit(&huart2 , (uint8_t *)&ch, 1, 0xFFFF);
   
10.     return ch;
    
11. }
    
12. /* USER CODE END PFP */

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占空比与频率计算

    占空比=(t1-t0)/(t2-t0)

    频率=(t2-t0)/时钟频率= =(t2-t0)/(64M/(psc+1))

" Y4 C. B: v" `/ ]3 t/ k: ~

) X% A) `  s  B: D$ L

    周期需要2个上升沿去判断，设定第一个上升沿time_flag由0->1，下降沿time_dowm_flag由0->1，此时就知道正占空比时间，当在产生上升沿时候，就可以计算出周期使用的时间。

变量定义

1. #define IR_IN1 HAL_GPIO_ReadPin(GPIOA,GPIO_PIN_0)
   
2. uint8_t time_up_flag=0;//上升沿标志位
   5 i9 m. D  y9 M  d6 ?2 b
3. uint8_t time_dowm_flag=0;//下降沿标志位
   
4. 
   . N, o" d+ W/ _1 C' @/ i
5. uint32_t time_up_num=0;//上升沿计数
   
6. uint32_t time_dowm_num=0;//下降沿计数
   & ~( m  p, r# J. N! R" N1 I$ B
7. 
   ( V" R5 b. u1 ^* u' s
8. 
   
9. 
   + w/ a% F1 z6 T) R$ q/ b* U! F+ ?
10. float time_frequency;//频率
    
11. float time_duty;//占空比

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% z( s, W! V1 \* d" u# g3 A设置PWM占空比以及开启输入捕获

1.   /* USER CODE BEGIN 2 */
   : _, ~9 T+ I! t9 D- U0 f, w
2.   HAL_TIM_PWM_Start(&htim1,TIM_CHANNEL_1);
   
3. __HAL_TIM_SET_COMPARE(&htim1, TIM_CHANNEL_1, 300);
   
4.   HAL_TIM_IC_Start_IT(&htim2,TIM_CHANNEL_1);//函数用于使能定时器某一通道的输入捕获功能,并使能相应的中断
   % c9 S. X+ h( g1 P; B! }
5. HAL_Delay(100);
   
6.   /* USER CODE END 2 */

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( A9 ~+ I" x7 \! w
3 H- r# [' p! X7 |7 y! i4 ?* E1 ?
回调函数
, C" K. i- ]+ ~

1. /* USER CODE BEGIN 4 */
   
2. // 捕获中断回调函数，每次捕获到信号就会进入这个回调函数
   
3. void HAL_TIM_IC_CaptureCallback(TIM_HandleTypeDef *htim)
   
4. {
   : E' N5 v* ~4 @& q; O, _+ e9 P
5.   // 判断是否是定时器1的外部捕获口2
   2 W* }6 |: K& ~% ]) o
6.   if(htim->Instance == TIM2)
   
7.   {
     C8 J( g( E; \7 n0 z& U
8.     if(IR_IN1&&time_up_flag==0)//第一次上升
   
9.     {
   
10.       time_up_flag=1;
    ( s0 M9 e4 Z9 R
11.       __HAL_TIM_SET_CAPTUREPOLARITY(&htim2, TIM_CHANNEL_1, TIM_INPUTCHANNELPOLARITY_FALLING); // 改变捕获极性为下降沿捕获
    & u3 t% q! M+ X
12.       __HAL_TIM_SET_COUNTER(&htim2, 0); // 计数清零，从头开始计
    
13. 
    
14.     }
    
15.     else if(IR_IN1==0&&time_dowm_flag==0)//下降
    
16.     {
    / P* H+ _5 q* v4 [7 o3 X# Z# {
17. 
    ! ~0 f# E  S3 a3 i1 d6 W
18.       time_dowm_num = HAL_TIM_ReadCapturedValue(htim,TIM_CHANNEL_1); // 读取捕获计数，这个时间即为上升沿持续的时间
    
19.       __HAL_TIM_SET_CAPTUREPOLARITY(&htim2, TIM_CHANNEL_1, TIM_INPUTCHANNELPOLARITY_RISING); // 改变捕获极性为上升沿沿捕获
    
20.       time_dowm_flag=1;
    
21.     }   
    
22.     else if(IR_IN1&&time_dowm_flag==1)//第二次之后上升
    + S6 z9 A* J. d
23.     {   
    
24.       time_up_num = HAL_TIM_ReadCapturedValue(htim,TIM_CHANNEL_1); // 读取捕获计数，这个时间即为上升沿持续的时间
    
25.       __HAL_TIM_SET_CAPTUREPOLARITY(&htim2, TIM_CHANNEL_1, TIM_INPUTCHANNELPOLARITY_FALLING); // 改变捕获极性为下降沿捕获
    
26.       time_dowm_flag=0;
    # w3 K# V3 F4 e
27.       __HAL_TIM_SET_COUNTER(&htim2, 0); // 计数清零，从头开始计
    
28. 
    
29.     }  
    
30. 
    * ]* R- G! U' I$ Z
31.   }  
    
32. }
    
33. /* USER CODE END 4 */

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3 U1 M, y$ I+ M: I, f% p4 N
主函数
& J  u) \/ t8 W* g  `8 T# m: y

1.   /* Infinite loop */
   - H2 R  r  Y: b1 C/ o# I% Q
2.   /* USER CODE BEGIN WHILE */
   
3.   while (1)
   + y4 S+ S/ ]' s( N# f1 x0 D5 m. E# _
4.   {
   
5.     /* USER CODE END WHILE */
   1 l) e* x5 H. Y! W5 N
6. 
   
7.     /* USER CODE BEGIN 3 */
   
8.           time_frequency=1000000/time_up_num;//频率
   
9.       time_duty = (float)time_dowm_num/(float)time_up_num;//占空比  
   
10.     printf("\ntime_frequency=%.2f,time_duty=%.2f",time_frequency,time_duty*100);
    
11. //    __HAL_TIM_SET_AUTORELOAD(&htim1, 500-1);
    
12. //    __HAL_TIM_SET_PRESCALER(&htim1, 32-1);
    * y8 I6 T( c- m* k0 p
13. 
    
14.     HAL_Delay(1000);
    4 M& @& H  x+ M9 E* {
15.   }
    
16.   /* USER CODE END 3 */

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/ r. w& F1 p4 a, b! l
测试结果

    当输出1k频率，30%正占空比。

    当输出4k频率，60%正占空比。

) T  E1 n7 o# s5 F0 r" k) J5 D& B

( n, G1 m( [3 q  z2 d) |, J, M$ q

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8 L& |9 x6 u% {: m' ~

7 B2 A- S, I+ K  S8 C/ p
% N4 S- h# P4 ^+ {9 l